枣树遗传转化研究进展

【目的】枣树是中国第一大干果树种,具有重要的经济价值和生态价值.枣树长期面临着病害严重、育种缓慢等问题,急需定向培育优良品种.【方法】枣树遗传转化一般使用农杆菌介导法,通过对遗传转化过程中的各因素进行优化,可以有效提高遗传转化效率.得到转基因植株后要验证目的基因是否整合到植物基因组并能够发挥预期的功能,验证通过后再进行后续的炼苗移栽等工作.【结果】通过枣树遗传转化试验,可以定向改良枣树品种,缩短育种年限,培育出符合实际需求的新品种.【结论】本文综述中国枣树遗传转化的方法和成果,总结比较枣树遗传转化过程中各个影响因素的作用,为利用基因工程手段进行枣树品种改良提供借鉴.     

枣树遗传转化研究进展

【目的】枣树是中国第一大干果树种,具有重要的经济价值和生态价值.枣树长期面临着病害严重、育种缓慢等问题,急需定向培育优良品种.【方法】枣树遗传转化一般使用农杆菌介导法,通过对遗传转化过程中的各因素进行优化,可以有效提高遗传转化效率.得到转基因植株后要验证目的基因是否整合到植物基因组并能够发挥预期的功能,验证通过后再进行后续的炼苗移栽等工作.【结果】通过枣树遗传转化试验,可以定向改良枣树品种,缩短育种年限,培育出符合实际需求的新品种.【结论】本文综述中国枣树遗传转化的方法和成果,总结比较枣树遗传转化过程中各个影响因素的作用,为利用基因工程手段进行枣树品种改良提供借鉴.     

树莓遗传转化体系的建立与优化

【目的】树莓遗传转化体系的建立对研究其基因功能、性状形成机制等方面的生物学探索和育种改良方面的研究具有重要意义。【方法】建立2套稳定的遗传转化系统,系统1为叶片直接分化丛生芽遗传转化受体系统;系统2为树莓叶片脱分化形成愈伤组织再分化成芽遗传转化受体系统。【结果】转化效率分析结果显示,系统1转化率为25%,是系统2的2.1倍,抗性筛选获得阳性植株时间是系统2的50%。【结论】系统1具有更高的遗传转化效率。     

根癌农杆菌介导的芥菜型油菜高效遗传转化

【目的】建立芥菜型油菜(Brassica juncea)高效遗传转化体系。【方法】以芥菜型油菜带柄子叶为材料,采用农杆菌介导的转化方法,将外源基因导入芥菜型油菜愈伤组织,并获得再生植株。【结果】外植体在侵染前,预先在含2mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+6mg/L AgNO3的MS培养基上进行预培养2³d。侵染63d。侵染6⁸min后转入共培养培养基中28min后转入共培养培养基中2³d,之后转到含10mg/L卡那霉素的MS筛选培养基上进行筛选培养23d,之后转到含10mg/L卡那霉素的MS筛选培养基上进行筛选培养2³周。对成活植株进行GUS染色和PCR验证,证明外源基因已经成功转入芥菜型油菜的基因组中。【结论】通过优化愈伤组织诱导条件和农杆菌侵染时间,可显著提高芥菜型油菜的遗传转化效率。     

玉米抗甘蔗花叶病毒SCAR分子标记开发

 【目的】玉米矮花叶病（由甘蔗花叶病毒引起）是中国和欧洲玉米产区的重要病害,开展分子标记辅助育种可以明显提高抗病育种效率。【方法】本文采用改进的BSA法（bulked segregant analysis,BSA）构建玉米抗感自交系DNA池,结合AFLP技术筛选多态性标记,转化后获得实用性强的SCAR标记,并借助100份自交系抗性鉴定结果对SCAR标记进行相关验证。【结果】获得了2个多态性稳定的AFLP标记P66M38-220和P55M51-240,其中将P66M38-220转化为SCAR112标记,此标记与甘蔗花叶病毒抗性高度相关。【结论】改良BSA法是一种发掘性状基因紧密连锁标记的有效方法;开发的SCAR112 标记可以用于玉米抗甘蔗花叶病毒的分子标记辅助选择。     

PEG 介导的广东虫草原生质体遗传转化体系建立及其应用

【目的】广东虫草是我国特有珍稀食药用菌,其营养成分丰富、活性功效显著,已获批新资源食品,产业化应用前景广阔。建立广东虫草原生质体制备及遗传转化方法,可为广东虫草新品种选育及基因功能研究提供参考依据。【方法】以广东虫草菌丝体为材料,采用单因素分析方法对原生质体制备过程中酶解组合、酶解时间、酶解温度、复苏培养基及抗性标记进行筛选。同时以潮霉素抗性标记质粒pCAMBIA1300为转化片段,采用单因素分析方法对PEG介导的原生质体转化过程中亚精胺浓度、PEG加入间隔时间、抗生素添加时间进行筛选。并以广东虫草中的锌指半胱氨酸转录因子CgPro1敲除片段为目的转化片段,对转化系统进行验证。【结果】广东虫草原生质体制备的最佳组合条件为：采用含有裂解酶+崩溃酶的混合酶体系（1∶1）对广东虫草的菌丝体进行酶解,且酶解温度28℃、酶解时间为5.5 h时原生质体得率最高;原生质体复苏过程中,TB3复苏培养基对广东虫草原生质体的复苏效果最好、其次为0.6 mol/L KCl-PDA;PEG介导原生质体转化过程中,加入5 mmol/L亚精胺、PEG加入间隔时间10 min、原生质体复苏3 d后添加250μg/m...     

农杆菌介导大豆子叶节转化系统的优化

 【目的】研究影响大豆（Glycine max L.）子叶节外植体遗传转化的因素。【方法】以农杆菌转化系统为平台,用直接筛选法和延迟筛选法确定卡那霉素的筛选方法和浓度,以GUS基因的瞬时表达计算子叶节区GUS阳性率。【结果】延迟7 d进行Km选择、筛选压力为75 mg•L-1时选择效果最好;菌株培养阶段和侵染浓度分别在OD600为0.6和0.5时子叶节区GUS阳性率最高;黑农35、绥农14和合丰35为易感的大豆基因型;农杆菌菌株EHA101对大豆的转化能力好于LBA4404和AGL1;共培养培养基中添加的硫醇类化合物对T-DNA的转移有极强的影响效应。【结论】本实验方法可以优化农杆菌介导的大豆子叶节转化系统。     

利用绿色荧光蛋白报告基因标记研究麦根腐平脐孺孢对小麦根和叶片的侵染

【目的】利用绿色荧光蛋白标记研究麦根腐平脐孺孢（Bipolaris sorokiniana,引起小麦根腐病和叶枯病）对小麦根系和叶片的侵染过程,建立直观、非破坏性研究病原菌-植物互作的体系。【方法】采用农杆菌介导法将gfp导入麦根腐平脐孺孢菌株Bs-1中,对转化子进行荧光表达、PCR验证、遗传稳定性、生长特性和胞外酶代谢分析。选用与野生型菌株表现相近的转化子Bs-GFP研究麦根腐平脐孺孢对小麦品种矮抗58根和叶片的侵染过程。【结果】转化子Bs-GFP的菌丝和分生孢子表达明亮的绿色荧光,利用基因特异标记扩增证明gfp被整合到真菌的基因组中。对GFP标记菌株Bs-GFP的遗传稳定性和生长特性分析表明,gfp在转化子中能稳定地遗传,菌落的生长速度和胞外酶代谢与野生型菌株相比没有显著差异。菌株Bs-GFP可以在小麦的地下和地上部分引起病症,而且与野生型菌株Bs-1在小麦植株根系和茎基部组织定殖的数量（即CFU值）相近。【结论】利用农杆菌介导方法获得表达绿色荧光的麦根腐平脐孺孢菌株可以直观地观察病原菌对寄主的侵染过程,研究结果有助于更好地解析麦根腐平脐孺孢与小麦以及其它禾谷类寄主之间的互作。     

小麦成熟胚的组织培养

【研究目的】为了筛选出小麦(TriticumaestivumL.)成熟胚(MEs)培养和遗传转化受体材料的优良基因型,【方法】以27份优良普通小麦冬性主栽品种或高代育种品系为试材,采用整粒切胚诱愈方法(endosperm-supportedmethod),对小麦成熟胚进行组织培养研究。【结果】结果表明,在成熟胚培养过程中光照、温度、培养基2,4-D浓度、基因型等因素对小麦成熟胚组织培养影响较大;同时小麦成熟胚组织培养存在着较强的基因型依赖性,不同基因型愈伤组织诱导率、分化率、成苗率的差异具有统计学意义(P<0.01)。通过研究从27个小麦基因型中筛选出了3个适合于成熟胚整粒切胚诱愈的基因型,即山农2618、泰山021、河北341,他们的成苗率分别达到了15.38%、25.27%、21.33%。【结论】小麦成熟胚组织培养优良基因型的筛选,为以后小麦的遗传转化和应用基因工程技术进行遗传改良奠定了基础。     

大豆遗传转化方法及再生体系研究进展

转基因技术作为现代生物技术之一,在基因功能研究和转基因育种方面取得重要进展。大豆基因组测序之后,大豆功能基因组学发展迅速,挖掘控制重要性状的基因用于转基因育种受到广泛关注。随着转基因大豆新品种培育重大专项的实施,我国建立了基因克隆、遗传转化、功能研究、转基因品系安全评价等转基因育种研究技术体系和监管体系。其中,转基因大豆遗传转化技术体系的研究取得了较快的进展,主要集中在高效、稳定遗传转化再生体系的建立和优化,大豆遗传转化方法的探索和优化等方面。对大豆遗传转化体系、转化方法和转化效率等因素进行阐述,可为大豆基因功能研究和转基因新品种培育相关研究提供参考。     

转录因子ABP9转化大豆（Glycine max L.） 及遗传转化条件优化

【目的】将抗逆相关转录因子ABP9基因导入大豆(Glycine max L.)基因组,并对转化系统条件进行探索,为提高大豆遗传转化效率提供依据。【方法】以农杆菌介导的半种法大豆遗传转化系统为基础,对目的基因进行转化;以健康外植体获得率、抗性丛生芽获得率和抗性芽伸长比率为指标,对转化系统条件进行优化。【结果】共培养时保证充足的光照和氧气,外植体生长情况最好;在共培养或诱导丛生芽培养基中加入600 mg•L-1的L-半胱氨酸可以使抗性丛生芽获得率由22.1%提高至32.6%;采用4种植物激素进行正交试验,诱导抗性芽伸长比率最高的激素配比为：6-BA为1.5 mg•L-1,GA3为0.75 mg•L-1,IAA为0.1 mg•L-1,ZT为1.0 mg•L-1。【结论】利用优化的方法进行遗传转化研究已获得转基因再生植株,经PCR和DNA测序等分子检测,证明目的基因ABP9已导入并整合到大豆基因组中;转化率为1.33%。     

2A肽介导的割手密ScNAC1、ScDREB融合基因表达载体构建

【目的】本研究旨在构建适合甘蔗遗传转化的双基因表达载体,用于提高甘蔗栽培品种的抗旱能力,并探讨基因表达规律及互作效应。【方法】本研究以前期课题组在割手密中克隆到的具有抗旱功能ScNAC1和ScDREB为目的基因,以对单子叶植物高效、专一的Ubiquitin为启动子,以适于单子叶植物遗传转化的表达载体pCAMBIA1300-nu为基础载体,利用改造后的FMDV2A多肽进行连接,采用重叠延伸PCR(简称SOE PCR)将ScNAC1和ScDREB基因相融合,利用同源重组的方法连接表达载体。【结果】经PCR验证获得约2000 bp的目的条带,利用BamH I与Sac I双酶切,切出了载体的1条大片段和连接目的基因的3条小片段,测序结果验证扩增产物的正确性,融合基因在扩增过程中无突变发生。【结论】本研究成功构建了符合需要的融合基因表达载体,为后期甘蔗的遗传转化研究奠定了基础。     

根癌农杆菌介导的芪合酶基因转化烟草遗传体系的优化

【目的】研究根癌农杆菌介导的芪合酶基因转化烟草遗传体系的优化条件。【方法】以"中烟99"叶片为受体,采用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens,GV3101)介导法,将芪合酶基因导入烟草基因组,并对其遗传体系进行了优化,对筛选获得的转基因烟草植株进行检测。【结果】根癌农杆菌介导的芪合酶基因遗传转化的最佳条件为:将预培养2 d的烟草外植体,用稀释10倍的GV3101菌株菌液(OD600=0.6)浸染8 min后,共培养3 d,然后转入含卡那霉素(Km)50 mg/L和羧苄青霉素(Cb)500 mg/L的筛选分化培养基上诱导分化,待抗性芽长到2~3 cm后,转入含Km 50 mg/L和Cb 500 mg/L的筛选生根培养基上进行筛选,在以上最佳遗传转化条件下,初步筛选到54株转化体,经PCR和RT-PCR检测获得25株转化烟草植株。【结论】经卡那霉素筛选、PCR、RT-PCR检测后,初步证明芪合酶基因已被整合到烟草基因组中,并可以正常转录。     

高效银耳芽孢遗传转化体系的建立

【目的】建立PEG介导的高效银耳（Tremella fuciformis）芽孢遗传转化体系。【方法】采用PEG介导的原生质体法把表达质粒pAN7-1（含有构巢曲霉gpd-An 启动子和潮霉素抗性基因hph）和pLg-hph（含香菇gpd-Le启动子和hph基因）转化进银耳芽孢的细胞中;采用夹层法在含50 µg&#8226;ml-1潮霉素的筛选培养基中初筛银耳芽孢假定转化子,之后转接于潮霉素含量为100 µg&#8226;ml-1的PDA平板上进行第2次筛选。【结果】PEG4000浓度为25%时介导的银耳芽孢原生质体初转化率最高;pLg-hph假定转化子经过PCR鉴定及Southern 杂交验证,结果表明hph基因能有效整合进银耳芽孢的基因组中,其转化率为110个/µg DNA。而pAN7-1转化子经过PCR鉴定及Southern 杂交验证,结果表明只有部分转化子基因组中整合了hph基因,其转化率只有9个/µg DNA。银耳芽孢转化子在PDSA培养基中继代5次后仍检测到hph基因的存在,表明外源基因hph能在银耳芽孢继代中稳定遗传。【结论】25%的PEG4000能高效介导银耳原生质体的转化;香菇gpd-Le启动子是银耳芽孢表达外源hph基因的强启动子;外源hph基因能够在银耳芽孢继代培养中稳定遗传。     

森林草莓‘Hawaii4’继代培养与遗传转化条件的优化

【目的】探明森林草莓高效的组织培养和基因工程转化方法。【方法】以森林草莓组培苗为试验材料,对继代培养条件包括基本培养基、培养基的pH值、含糖量、琼脂量等以及遗传转化条件包括植物激素的选择、农杆菌的浓度等进行了摸索。【结果】组培苗继代培养的最佳条件为:1/2 MS,10g/L糖,7g/L琼脂粉,pH5.8。遗传转化的最佳条件为:叶片叶龄:39d左右,菌液浓度OD600=0.6,侵染时长15min,植物激素种类与配比:3.0mg/L的6-BA和0.2mg/L的IBA,暗培养2d,草铵膦筛选质量浓度:2mg/L。【结论】获得了有利于森林草莓愈伤组织生芽和幼苗生长的优化培养基成分,以及高效率的基因转化条件。     

南林895杨离体培养及耐盐基因GmNHX1的转化

摘要：【目的】建立南林895杨杂交无性系最适遗传转化体系,为创新耐盐南林895杨种质资源奠定基础。【方法】以南林895杨叶片和茎段为外植体,对其再生体系和耐盐基因GmNHX1遗传转化的部分影响因子进行分析。【结果】使用NaClO消毒处理10～15min的外植体褐化率和污染率均较低;以叶片为外植体产生的不定芽状态良好,而茎段分化的不定芽容易白化死亡。PCR检测结果表明,转GmNHX1基因植株可扩增获得符合大小的特异性条带（1641bp）;通过荧光显微镜能够观察到转基因植株中的SGFP激发出的绿色荧光,证明GmNHX1基因已经高效整合到南林895杨的基因组中。【结论】叶片是南林895杨离体培养再生体系的最佳外植体来源,其离体培养所得的植株完全可以满足根癌农杆菌介导基因转化对受体的要求,可用于耐盐基因GmNHX1的遗传转化。     

农杆菌介导甜高粱转Bt cry1Ah的研究

 【目的】建立一套高效、稳定的甜高粱农杆菌遗传转化体系,并在甜高粱中验证来源于苏云金芽胞杆菌新型杀虫基因cry1Ah表达产物的杀虫活性。【方法】以甜高粱幼穗愈伤组织为转化受体,通过农杆菌介导法将密码子优化过的Bt cry1Ah导入2个甜高粱品种“BABUSH”和“MN-3025”中。对获得的再生植株进行PCR检测、RT-PCR分析及除草剂抗性、目的蛋白表达水平和抗虫性鉴定分析。【结果】对336块幼穗愈伤组织块进行了农杆菌侵染,经双丙氨膦（Bialaphos）梯度筛选后共获得66株再生植株,PCR鉴定在8个转化事件中有22株为阳性植株,平均转化率为2.38%。RT-PCR检测结果表明,cry1Ah在T0甜高粱转基因植株中能够正常转录。Western blotting分析和ELISA定量测定显示,有5株可检测到Bt蛋白,但Bt蛋白含量差异较大,最高可达165.69 ng•g-1叶片鲜重（FW）,最低的仅为1.93 ng•g-1叶片鲜重（FW）,平均为87.50 ng•g-1 FW。饲虫试验表明,有2株转基因甜高粱植株对亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）表现为抗性。【结论】利用建立的以甜高粱幼穗为外植体的农杆菌遗传转化体系,可获得具有玉米螟抗性的转基因甜高粱植株,其后代遗传稳定性还有待于进一步的研究。     

生防链霉菌gCLA4遗传转化体系的建立与优化

【目的】建立生防菌淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendularectus)gCLA4的遗传转化体系,为定向改造基因、提高基因表达水平及其生防分子机制研究奠定基础。【方法】以具有安普霉素(Apramycin)抗性基因标记的整合型质粒pSET152为出发质粒,Escherichia coli ET12567(pUZ8002,pSET152)为供体,淡紫灰链霉菌gCLA4为受体进行接合转移试验,并对影响接合效率的培养基、热激温度、接合转移时间和筛选转化子培养基等因素进行优化。【结果】成功地将质粒pSET152转入到了生防链霉菌gCLA4中,明确了可用于筛选链霉菌gCLA4转化子的抗生素为安普霉素或四环素;链霉菌gCLA4孢子50℃热激时转化效率较高,接合效率在16,18,20h下没有明显差异,MS培养基作为接合转移培养基时转化效率最高,接合产物涂布到高氏一号抗性培养基上进行阳性转化子筛选的效果最好。【结论】建立了生防链霉菌gCLA4的遗传转化优化体系。     

农杆菌介导苹果炭疽病菌的遗传转化及转化子鉴定

【目的】优化农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导转化苹果炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）的技术体系,并对转化子进行筛选鉴定,比较其生物学特性和致病性差异。【方法】以苹果炭疽病菌LXS010101分生孢子为转化受体,利用携带重组双元载体的农杆菌进行转化;对获得的转化子进行遗传稳定性测定、PCR检测及Southern blot分析;选取一定数量的转化子,比较其菌落形态、生长速率及分生孢子发育等主要生物学性状及致病性的差异。【结果】苹果炭疽病菌的最优转化体系为：病菌分生孢子悬浮液浓度1×105个/mL,共培养温度和时间分别为22℃和24 h,共培养基中添加200 μmol•mL-1乙酰丁香酮,其转化效率达到1×105个孢子可获得439个转化子。随机选取30个转化子进行鉴定,发现T-DNA已整合进炭疽病菌基因组中,在所检测的转化子中都是以单拷贝的形式整合,且能够稳定遗传。与野生型菌株相比,转化子的菌落形态没有发生明显变化,但23.33%的菌株生长速率显著减低;转化子ATJ-3和ATJ-15不能产生分生孢子,在28个产孢菌株中,分生孢子萌发率显著减低的菌株占39.29%,附着胞形成比例显著减低和形态异常的菌株占25.00%。致病性测定结果显示,11个转化子的致病力显著降低,其中菌株ATJ-19完全丧失致病能力。【结论】优化的苹果炭疽病菌遗传转化技术体系,可用于炭疽病菌致病相关基因的克隆及致病分子机理的研究。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种农杆菌介导遗传转化体系的建立及T—DNA插入突变体的筛选

【目的】通过农杆菌介导的遗传转化（ATMT）方法,建立香蕉枯萎病4号生理小种的高效转化体系,构建病原菌的突变体库并进行筛选,为已突变基因提供分子标记,在分子水平上对香蕉枯萎病菌的功能基因进行深入研究。【方法】通过单因子变量（试验材料、真菌孢子浓度、农杆菌预诱导终浓度、IM诱导培养基pH、共培养介质、共培养时AS浓度、共培养温度）试验,研究影响农杆菌介导的遗传转化效率的关键因素,并通过形态观察与致病性试验筛选突变体。【结果】得到的最佳转化条件为：农杆菌预诱导浓度OD600=0.8,病原菌孢子浓度106 CFU/mL,转化受体材料为分生孢子,共培养培养基pH 5.4,共培养温度25 ℃,共培养培养基中AS浓度200 μmol/L,共培养介质为硝酸纤维素膜。通过条件优化,转化效率可达到800-900个转化子/106个孢子。【结论】通过农杆菌介导的遗传转化成功将GFP基因转入病原菌中并表达,构建了病原菌的T-DNA插入突变体库,并通过筛选得到多个表型和致病性发生变化的突变体,为香蕉枯萎病菌基因组功能注释的研究奠定了基础。